74794

Распределение частиц (молекул) по скоростям в системах с большим количеством частиц. Формула Максвелла

Доклад

Физика

При выводе закона распределения молекул по скоростям Максвелл предполагал, что газ состоит из очень большого числа N тождественных молекул, находящихся в состоянии беспорядочного теплового движения при одинаковой температуре. Предполагалось также, что силовые поля, действующие на газ, отсутствуют.

Русский

2015-01-05

39 KB

0 чел.

34.Распределение частиц (молекул) по скоростям в системах с большим количеством частиц. Формула Максвелла.

По молекулярно-кинетической теории, как бы ни изменялись скорости молекул при столкновениях, средняя квадратичная скорость молекул массой m0 в газе, находящемся в состоянии равновесия при T = const, остается постоянной и равной <vкв> = 3 kT/m0 . Это объясняется тем, что в газе, находящемся в состоянии равновесия, устанавливается некоторое стационарное, не меняющееся со временем распределение молекул по скоростям, которое подчиняется вполне определенному статистическому закону. Этот закон теоретически выведен Максвеллом.При выводе закона распределения молекул по скоростям Максвелл предполагал, что газ состоит из очень большого числа N тождественных молекул, находящихся в состоянии беспорядочного теплового движения при одинаковой температуре. Предполагалось также, что силовые поля, действующие на газ, отсутствуют. Закон Максвелла описывается некоторой функцией f(v), называемой функцией распределения молекул по скоростям. Если разбить диапазон скоростей молекул на малые интервалы, равные dv, то на каждый интервал скорости будет приходиться некоторое число молекул dN(v), имеющих скорость, заключенную в этом интервале.Функция f(v) определяет относительное число молекул dN (v)/ N, скорости которых лежат в интервале от v до v + dv, т.е.dN (v) /N = f (v) dv;f(v) = dN (v) / N dv

Применяя методы теории вероятности, Максвелл нашел функцию f(v) - закон для распределения молекул идеального газа по скоростям: f(v) = 4 (m0 /2 kT)3/2v2 e-m v / (2kT)---45.1.Из 45.1 видно, что конкретный вид функции зависит от рода газа (от массы молекулы) и от параметра состояния (от температуры).

 Применяя методы теории вероятностей. Максвелл нашел функцию f(v) — закон о распределеня молекул идеального газа по скоростям:

График функции распределения приведен на рис.43. Относительное число молекул dN(v)/N, скорости которых лежат в интервале от v до v + dv, находится как площадь заштрихованной на рис.43 полоски. Из приведенного графика следует, что функция распределения стремится к нулю при v 0 и v  и проходит через максимум при некоторой скорости vb, называемой наиболее вероятной скоростью и близкой к ней обладает наибольшее число молекул. Кривая несимметрична относительно vн .Значение наиболее вероятной скорости можно найти, продифференцировав выражение 45.1 по аргументу v и приравняли результат нулю, используя условие для максимума выражения f(v):d/dv ( v2 e - m v / (2kT) ) = ( 1 - m0v2/ 2kT) e -m v / (2kT) = 0;v = vв = 2kT / m0;vв = 2kT / m0 = 2RT / M-----45.2.В молекулярно-кинетической теории пользуются понятием средней арифметической скорости <v> поступательного движения молекул идеального газа, вычисляемой из закона распределения (45.1):<v> = 8kT / ( m0 ) = 8RT / M

 Применяя методы теории вероятностей. Максвелл нашел функцию f(v) — закон о распределеня молекул идеального газа по скоростям:

 


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

64913. Мікроплазмове напилення з використанням дротових матеріалів 1.85 MB
  Таким чином створення способу МПН з використанням дроту що забезпечує можливість уникнути зазначених недоліків є актуальним і являє собою наступний етап розвитку цієї технології. Технологічний процес розпилення дроту плазмовим струменем з метою отримання сфероідізованих порошків металу почав...
64914. Сухі будівельні суміші та жаро-корозійностійкі мурувальні розчини на їх основі 1.94 MB
  Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити такі задачі: визначити ефективність використання ШЛЦ в розчинах за критеріями стійкості в умовах сумісного впливу високої температури та агресивного сульфатного середовища; визначити оптимальний склад комплексної добавки що забезпечує ефекти...
64915. Організаційно-економічні аспекти формування і управління логістичною системою товароруху підприємств АПК 256.5 KB
  Актуальність розвитку функцій логістичного управління товарорухом АПК багаторазово зросла в умовах переходу до ринкових відносин. Це пов'язано з інтенсифікацією і розширенням товарногрошових відносин з динамічним збільшенням...
64916. Становлення та розвиток сільськогосподарської дослідної справи на Поділлі (кінець ХІХ – початок ХХ ст.) 197.5 KB
  Бурхливий розвиток українських територій поступова трансформація економіки до утвердження капіталістичних відносин в усіх її сферах зміни у внутрішній політиці науці й освіті зокрема аграрній усе це сприяло становленню вітчизняної сільськогосподарської дослідної справи.
64917. Механізми формування водоефективної політики з урахуванням вимог екологічної безпеки 183 KB
  У зв’язку з цим одним із пріоритетних напрямів сучасної державної політики України мають стати забезпечення екологічно та техногенно безпечних умов життєдіяльності громадян і суспільства збереження навколишнього природного середовища раціональне використання природних ресурсів поліпшення...
64918. Принципи оцінки та ефективність селекції норок кольорового типу пастель за відтінками забарвлення хутра 428 KB
  Однак їх дослідження здебільшого були спрямовані на вивчення цих ознак при схрещуванні норок різного забарвлення хутра без урахування його відтінків. Це значно стримувало подальший процес удосконалення селекційної роботи з породами та типами звірів з метою покращання якості хутра...
64919. РОЗРОБКА І ДОСЛІДЖЕННЯ МЕТОДІВ КОНТРОЛЮ ХАРАКТЕРИСТИК КАНАЛІВ ЗВ’ЯЗКУ 360.5 KB
  З усіх галузей сучасної науки і техніки, телекомунікації розвиваються найбільш стрімкими темпами. Сучасне суспільство вже неможливо представити без тих досягнень, які були зроблені в цій галузі за останній час. Відмітною особливістю сучасного етапу їх розвитку є необхідність підвищення...
64920. Програмно-апаратна організація GRID-систем на основі технології віртуальних мереж 1.49 MB
  В основному, ці роботи спрямовані на розробку інфраструктури GRID-системи, програмного забезпечення проміжного рівня, нових і вдосконаленню відомих методів планування задач в GRID-системах. При цьому більшість відомих методів планування не враховують динаміку змін обсягу ресурсів GRID-системи.
64921. Біотехнологія виробництва пребіотичного комплексу та його використання у свинарстві 594.5 KB
  Наукова новизна роботи полягає в тому що дисертант уперше розробив біотехнологію одержання нових вітчизняних комплексних пребіотичних компонентів на основі пектину та комплексів параамінобензойної кислоти ПАБК з біометалами.